Magneettinen voima

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

"Varattuun hiukkaseen vaikuttava voima on kohtisuorassa sekä nopeuden että magneettivuon tiheyden suuntaan vastaan." Pohdiskelin, että jos joku teistä tiede.fi:n keskustelualueen viisaista miehistä/naisista osaisi perustella edellä mainitun lauseen. Omissa oppikirjoissani asia vain todetaan, ja olisin kiinnostunut tietämään syitä tälle voimavektorin mielestäni omituiselle asettautumiselle.

Kommentit (4)

Vierailija

Magneettikenttä on fysiikassa kenttä jonka liikkuvat sähkövaraukset synnyttävät, eli jonka sähkövirta synnyttää (sama pätee itseasiassa myös tavallisiin ferromagneetteihin (kestomagneetteihin) - jos joku haluaa tietää että miten, kysyköön). Tämä kenttä aiheuttaa voiman, joka vaikuttaa kentässä liikkuviin varauksiin.

Albert Einstein aikoinaan osoitti erityisellä suhteellisuusteorialla, että magneettikenttä ja sähkökenttä ovat periaatteessa saman asian kaksi eri näkökulmaa - yksittäinen tarkkailija voi kokea magneettisen voiman kun taas liikkuva tarkkailija kokee vain elektrostaattisen voiman. Tästä johtuen erityisen suhteellisuusteorian mukaisesti magneettiset voimat ovat elektrostaattisten voimien ilmentymä liikkuvilla varauksilla ja niiden suunta, voimakkuus ja muut ominaisuudet voidaan laskea, kun tunnetaan elektrostaattiset voimat ja varauksien liike tarkkailijan suhteen.

Mutta eipä tuo oikeastaan vastaa kysymykseesi.

Vierailija

Magneettikentän suunta määräyty periaatteessa suoraan Lorentzin voimalaista, joka kaikkein yksinkertaisimmin esitettynä on F = qv x B, jossa B tarkoittaa magneettivuon tiheyttä ja jossa x merkitsee vektorien ristituloa, joka määrää magneettikentän suunnan.

Toisaalta tuon jo varmasti tiesitkin, eikä sekään oikeastaan vastaa kysymykseen "miksi?". Periaatteessa vastauksen kysymykseesi saa, kun tutustuu Lorentzin voimalain johtamiseen ja sen historialliseen taustaan. Minulla tuo olisi varmasti johdettuna jossain, mutta en sitä tähän hätään löydä, eikä se ihan kädenkäänteessä itseltä synny.

Vierailija

Kysehän on perimmiltään siitä, että samanmerkkiset varaukset, kuten myös magneettinavat ( tai kentät ) hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa.

Liikkuva varaus synnyttää ympärilleen magneettikentän joka vuorovaikuttaa olemassaolevan magneettikentän kanssa aiheuttaen varaukseen voimavaikutuksen.

Siellä missä kentän suunta on sama syntyy hylkivä vaikutus ja vastavuoroisesti toisella puolella varausta vetävä vaikutus, eli voimavaikutus on periaatteessa kahden voiman summa.

Nyt voi piirrellä kenttiä ja miettiä miten vaikutukset ilmenevät todellisuudessa.

Janne vastasikin tähän kaavan jo osittain kaavan muodossa.

Vierailija
ihmettelijä
"Varattuun hiukkaseen vaikuttava voima on kohtisuorassa sekä nopeuden että magneettivuon tiheyden suuntaan vastaan." Pohdiskelin, että jos joku teistä tiede.fi:n keskustelualueen viisaista miehistä/naisista osaisi perustella edellä mainitun lauseen. Omissa oppikirjoissani asia vain todetaan, ja olisin kiinnostunut tietämään syitä tälle voimavektorin mielestäni omituiselle asettautumiselle.

Eli siis kaksi piuhaa vetää toisiaan puoleensa kun virrat on niissä yhdensuuntaiset.
Elikkä siis voima on kohtisuorassa virtaan nähden.

Ja magneetin pohjoisnapaa virtapiuha sitten ei vedä puoleensa siksi että ilmeisesti
siinä navassa on yhtä paljon samansuuntaisia ja vastakkaissuuntaisia virtoja.

Elikkä siis magneettikenttä ei ole voiman suuntainen.

Mikseiköhän magneetti asettaudu virran suuntaiseti?
Niin joo ei kai ole mitään syytä miksi elektroni vetäisi puoleensa
pohjoisnapaa yhdessä paikassa piuhaa ja etelänapaa toisessa paikassa.

Elikkä siis magneettikenttä ei ole virran suuntainen.

Uusimmat

Suosituimmat